纳滤膜去除水中全氟化合物的效能与机制研究

发布时间：2021-10-25 23:26

　　近年来,全氟化合物（Perfluorochemicals,PFCs）被发现较广泛地分布于自然界中,由于其对动物和人类健康的潜在威胁而引起较多关注。由于全氟化合物的化学稳定性,传统污水厂的生化处理方法难以将其有效去除。纳滤膜技术由于其突出的截留效能,被应用于水中全氟化合物的去除。然而,由于纳滤过程中PFCs-膜间相互作用仍不明确,导致PFCs在过滤过程中存在去除率不稳定、膜污染等问题。本文在动态错流过滤、静态吸附PFCs等条件下研究了PFCs的过滤去除机制,对吸附、截留等过程进行定量化分析,并在量子计算理论层面模拟纳滤截留过程,揭示纳滤过程中PFCs-纳滤膜相互作用。本文研究了致密型纳滤膜（NF90）和疏松型纳滤膜（NFG）对6种典型PFCs的动态截留效果,在相同通量下与PFCs的粒度排阻理论去除率进行对比分析,确定粒度排阻、吸附等膜-PFCs相互作用。通过电性分析、过滤机制定量化、成键分析等对PFCs纳滤过滤机制进行研究。结果表明2种纳滤膜对6种PFCs的去除率存在显著差异,即粒度排阻、静电斥力、疏水作用、氢键作用等对PFCs的去除贡献率占比不同。通过作用机制定量化发现,NF90膜去除... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

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代表性PFCs分子结构图

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文表 测定仪 TOC-L·cpn 岛津，轮泵 WT3000-1JB 兰格，组件 CF042 Crossflow Cell Sterlitec外光谱仪 Nicolet is 50 赛默飞世子显微镜 HITACHI SU8010 日立，显微镜 Bruker Dimension ico Bruker电子能谱仪 PHI5000VersaProbeII ULVAC-PH 计 pHS-3B 上海，水浴锅 HH-4 江苏中大仪装置过滤装置置示意图见图 2-1。

a） 装置示意图 b） 装置实物图图 2-2 静态吸附试验装置图静态吸附实验装置如图 2-2，PFCs 吸附在纳滤膜表面，膜表层不施加压力且只有上表层与 PFCs 溶液直接接触。在这种条件下，溶质吸附可假设全部被膜表层吸附。温度控制在 25 °C 左右。2.2.3 流动电势测定试验装置流动电势测定使用 Electro Kinetic Analyzer（EKA）装配一个不对称夹杆。膜样品的 Zeta 电位测定通过 Helmoltz-Smoluchwski 方程来计算。2.3 实验内容2.3.1 错流过滤实验2.3.1.1 纯水过滤实验纯水 4 L 进行膜稳压条件实验，运行时间 18 h，测试条件为温度 20±2 °C，错流流速为 0.3 m/s。在实验过程中，记录单位时间内出水质量，并根据通量测算公

【参考文献】：
期刊论文
[1]PFOS在锐钛型TiO2表面吸附行为的理论研究[J]. 薛倩倩,何广智,夏树伟,潘纲.  高等学校化学学报. 2013(07)
[2]膜分离技术在环保中的应用[J]. 李爱阳,蔡玲.  化工技术与开发. 2007(10)
[3]PFOS/PFOA环境污染行为与毒性效应及机理研究进展[J]. 周启星,胡献刚.  环境科学. 2007(10)
[4]含氟有机化合物优势降解菌的筛选[J]. 吴敏,周钰明,薛静,徐飞高.  江苏环境科技. 2003(01)

博士论文
[1]典型水体沉积物与点源周边环境的全氟烷酸类化合物污染现状及趋势研究[D]. 鲍佳.大连理工大学 2010

硕士论文
[1]PFOS前体物质（PreFOSs）的生物降解与转化机制研究[D]. 周涛.大连理工大学 2018
[2]纳滤/反渗透膜技术处理高盐废水及高浓度重金属废水的研究[D]. 田晓媛.湘潭大学 2014
[3]微量苯胺类化合物在纳滤膜过程中的分离机理研究[D]. 付乐乐.东华大学 2013
[4]偏二甲肼与羟基自由基降解反应机理的理论研究[D]. 徐亚飞.重庆大学 2008



本文编号：3458366